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日志

中国传统文化——日晷(超详解析)

热度 1已有 1201 次阅读2019-1-4 10:35 |系统分类:教育教学

    山西某中学教学楼楼前摆放着日晷,日晷由晷针和晷盘组成,晷针垂直于太阳视运动的轨道平面,上端指向北极星方向。在晷盘面上刻划出12个大格,每个大格代表两个小时,当太阳光照在日晷上时,晷针的影子就会投向晷盘面,以此来显示时刻。据此完成下列各题。

1.下图中能够正确表示北京时间12点的是

A. 甲   B. 乙   C. 丙   D. 丁

2. 夏至日晴天时日晷晷针影子的移动方向是

A. 由西北逆时针转向东北    

B. 南西北顺时针转向东北

C. 南西南逆时针转向东南    

D. 由西南顺时针转向东南

3. 若图示日晷仪晷盘与地面的夹角改为67°,则该日晷最可能放置的地点是

A. 广州      B. 哈尔滨    

C. 上海      D. 漠河




                      

答案:1.A     2.D      3.A


解析:1. 北京时间是指120°E的地方时,即为12:00时。山西大致位于110°E--115°E之间,地方时应为11:20—11:40之间。太阳位于其东南方向,故日影应朝向西北,答案为A。

2. 影子与光源方向相反。夏至日北半球日出东北,正午是太阳位于正南方向,日落西北,因此针影移动方向应是由西南顺时针经过正北转向东南,故选D。

3.日晷晷盘与地面的夹角和当地的纬度互余,故当地纬度为23°,广州符合情况。


详解:日晷晷盘与地面的夹角和当地的纬度互余

   赤道式日晷是日晷世界中最重要和最常见的,也是中国古代最经典和传统的天文观测仪器。晷面(盘)为赤道面,晷针上端指向北极星方向。

步骤一:

如上图,在A地我们安装一日晷

步骤二:


如上图A点所在纬线圈平行于赤道面,A右侧红色线段即为日晷盘(晷盘为赤道面)

步骤三:


直线L1过A点和地心

直线L2为A地所在纬线

直线L3是过A点作圆的切线即我们所看到的地面

直线L4为赤道

步骤四:


直线L1过A点和地心,故直线L1与直线L4(赤道(面))的夹角∠1为当地(A地)的纬度。    

直线L1和直线L2的夹角为∠2  

直线L2和直线L3的夹角左侧为∠3,右侧为∠4

  结论:

结合所学知  因为L1⊥L3, 所以∠2+∠3=90°;又因为L2∥L4线,所以∠1=∠2。

最后由∠3=∠4得出∠1+∠4=90°即日晷盘与地面的夹角和当地的纬度互余

                                                        图文资料来自于个人公众号“地之理学堂”


发表评论 评论 (4 个评论)

回复 geonet 2019-1-4 19:11
龙大侠所谓理科情结。呵呵。
回复 地之理学堂 2019-1-5 08:56
geonet: 龙大侠所谓理科情结。呵呵。
当时很多人觉得不可理解,怎么“日晷盘与地面的夹角和当地的纬度互余”。正好有过数学教学经验,就在圆上结出了这道“伪数学题”
回复 geonet 2019-1-5 10:58
问题是他听或者听懂了没有?他佩服的是你还是古人?他关注的是数学还是地理?这个古董现在还有没有意义?
回复 地之理学堂 2019-1-7 11:06
geonet: 问题是他听或者听懂了没有?他佩服的是你还是古人?他关注的是数学还是地理?这个古董现在还有没有意义?
有没有意义已经不重要了,但在高考模拟题里出现了,你得给学生整明白啊!诚然,这个问题不是对所有学生都有意义,但好学的学生他总要要你解释为什么,不给他解释下,打消人的积极性总归不好,是不!

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